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贡菊的化学成分及分析方法研究进展

2015-03-07姜文青张亚中桂双英

安徽医药 2015年2期
关键词:化学成分研究进展质量控制

姜文青,张亚中,2,桂双英

(1.安徽中医药大学药学院,安徽 合肥 230012;2.安徽省食品药品检验研究院,安徽 合肥 230051)



贡菊的化学成分及分析方法研究进展

姜文青1,张亚中1,2,桂双英1

(1.安徽中医药大学药学院,安徽 合肥230012;2.安徽省食品药品检验研究院,安徽 合肥230051)

摘要:贡菊化学成分以挥发油、黄酮类为主,质量控制研究以生药学、成分检查、薄层色谱鉴别、指纹图谱、含量测定为主。早晚贡菊在口感和黄酮的含量上有明显的差异。根据文献资料,综述近10年来关于贡菊化学成分、质量控制方面的研究,并重点比较了早贡菊和晚贡菊的异同点。优质贡菊质量标准研究还有待进一步深入。

关键词:贡菊;化学成分;质量控制;研究进展

菊花为菊科植物菊ChrysanthemummorifoliumRamat.干燥头状花序。主治风热感冒、温病初起、肝阳眩晕、实肝风证、目赤昏花、疮痈肿毒等,疗效确切。2010年版《中华人民共和国药典》(一部)中菊花项下共收录了贡菊、滁菊、亳菊、杭菊四种[1],这四种菊花在性状和化学成分上有较大的差异,但却共用一个质量标准。其中,贡菊由于生长在海拔较高的山地,受高山独特的气候及良好的生态环境的影响,外观形态、品质都与生长在平原的菊花有所区别[2]。其色、香、味、形俱佳,品质独特,颜色白、花心小,质柔软,气芳香,味甘微苦,既是名优药材,又是茗饮佳品,具有饮用、药用、观赏等多种功能,被誉为“菊中之冠”、“民族瑰宝”。但是,这种传统贡菊市场价格较高,近年来人们为了迎合市场需求,对黄山贡菊进行人工培植,产生了早贡菊(又称七月菊,1年内可以在7月份和10月份两次采花),而传统的贡菊被称为晚贡菊,七月菊利用产量大优势占领商品市场,严重地影响了传统优质贡菊的发展。

本文分析了近10年来文献报道中早、晚贡菊的化学成分、鉴定鉴别、含量测定方面的研究进展,综述如下。

1 化学成分研究进展

贡菊乃我国传统中药菊花的品种之一,国内外对其化学成分研究较少,最早始于中国。目前发现贡菊化学成分主要有挥发油类、黄酮类、有机酸类、糖类和氨基酸、微量元素等。

1.1挥发油成分的研究贺曼曼等[3]对贡菊挥发油成分进行了分析,采用气相色谱联用质谱法鉴定出了56个化合物,发现其主要成分为萜类和倍半萜的含氧衍生物及烷烃类,具体成分见表1。

王亚君等[4]采用水蒸气蒸馏法提取两种贡菊挥发油,用GC毛细管色谱柱进行分析,归一化法测定其相对含量,GC-MS鉴定化学成分。结果从早贡菊、晚贡菊挥发油中分别检出247,226个色谱峰,分别鉴定了75,54个化合物,分别占挥发油总量的85.67%,82.80%。其中单萜及其衍生物分别占47.94%,56.90%,倍半萜及其衍生物分别占33.86%,22.20%。早贡菊挥发油中主要含醋酸马鞭草醇酯(32.1%)、醋酸龙脑酯(4.38%)、α-姜黄烯(8.28%),晚贡菊挥发油中主要含醋酸马鞭草醇酯(37.85%)、醋酸龙脑酯(5.40%)、α-姜黄烯(5.83%)。两种贡菊花化学成分存在显著差异,见表2。

表1  贡菊中挥发油主要化学成分及相对含量(%)

表2 安徽产两种贡菊挥发油主要化学成分相对含量

注:表中序号1~14为早贡菊特有的成分;序号15~18为晚贡菊特有的成分。

1.2黄酮类成分根据文献[5-8],将贡菊中已经分离鉴定的黄酮类成分列于表3。

表3 贡菊中黄酮类成分

1.3有机酸卢化等[9]研究发现黄山贡菊中绿原酸的含量分别为0.93 mg·g-1。顾瑶华等[10]采用RP-HPLC法测定来自4省13个菊花品种的绿原酸含量,其中安徽黄山贡菊的绿原酸含量最高。高学玲等[7]采用HPLC-MS/MS检测技术分析了黄山贡菊花、叶、茎中酚类物质,主要为黄酮及酚酸类化合物,其中贡菊花中含有9种酚酸类化合物。综合上述文献将贡菊中有机酸成分列于表4。

表4 贡菊中有机酸类成分

1.4糖类 高学玲等[11]采用HPLC法测定了不同品种菊花的游离糖类及游离氨基酸的含量。结果表明,不同品种菊花中游离糖类主要成分是果糖和葡萄糖,蔗糖和麦芽糖未检出。黄山贡菊中总游离糖含量最高,为18.76 g/100 g,其中果糖含量为11.58 g/100 g,葡萄糖含量为7.18 g/100 g;七月菊果糖含量为6.48 g/100 g,葡萄糖含量为5.14 g/100 g。

1.5氨基酸 高学玲[11]等研究发现贡菊和七月菊中均含有19种氨基酸成分,七月菊含量最高,达2.806 g/100 g。其中包括7种必需氨基酸、9种药用氨基酸和5种增香氨基酸(少数氨基酸可归于多类,如酪氨酸即是药用也是增香氨基酸),18种氨基酸为:天门冬氨酸ASP、谷氨酸GLU、天门冬酰胺ASN、丝氨酸SER、谷氨酰胺GLN、组氨酸HIS、甘氨酸GLY、苏氨酸THR、精氨酸ARG、丙氨酸ALA、γ-氨基丁酸GABA、酪氨酸TYR、缬氨酸VAL、苯丙氨酸PHE、异亮氨酸ILE、亮氨酸LEU、赖氨酸LYS、脯氨酸PRO,贡菊含量分别为0.0506、0.085、0.1258、0.0603、0.1564、0.0146、0.0055、0.0776、0.217、0.1785、0.0541、0.0966、0.0176、0.0659、0.0546、0.0349、0.0279、0.5606 g/100 g,七月菊含量分别为0.1028、0.0946、0.9114、0.081、0.3791、0.0151、0.0091、0.0644、0.109、0.0931、0.0309、0.0168、0.117、0.0275、0.074、0.0271、0.0247、0.0197 g/100 g 。

1.6微量元素杨仪钧等[12]发现不同种菊花所含有的金属元素含量有差异,且不同元素含量有一定比例:Ca>Mg>Fe>Mn>Zn>Cu。其中黄山贡菊中Mg、Mn、Cu元素含量最高。吕瑞等[13]采用原子吸收光谱法测定黄山贡菊及高原野菊花中有益微量元素Fe、Mn、Zn、Cu的含量,其中黄山贡菊含量分别为54.205、123.908、19.522、197.826 μg·g-1,与高原野菊花(64.021、281.800、10.908、119.825 μg·g-1)相比,Mn含量较高。

2质量控制研究进展

2.1生药学研究 陈萌等[14]对中国药典一部收载的亳菊进行了生药学研究,通过植物形态、性状、显微特征对亳菊、贡菊基原进行了对比,发现贡菊头状花序着生于主枝和侧枝顶端,多单生,疏散排列成总状,舌状花腺毛较多,未见油状物,14~16层,排列紧密,由外向内长度逐渐缩短,内外层长度比约0.53;刘丽[15]等对安徽产药用菊花(贡菊、亳菊、滁菊)进行了植物学形状观察和比较,发现它们在显微特征、药材性状和化学特征方面均有所差别。且药典中收载的贡菊原植物形态为:呈扁球形或不规则球形,直径1.5~2.5 cm。舌状花白色或类白色,斜升,上部反折,边缘稍内卷而皱缩,通常无腺点,管状花少,外露。见表5,表6。

表5 三种菊花药材性状区别

表6 三种菊花显微特征比较

2.2检查研究

2.2.1 水分、灰分、浸出物检查 按照《中华人民共和国药典》(2010年版)一部附录要求,对菊花水溶性浸出物、水分、灰分含量进行测定,要求水分含量不得过15.0%。

2.2.2重金属检查 聂久胜[16]等采用电感耦合等离子体质谱法(IPC-MS)分析了不同产地菊花中微量元素,样品包括6批贡菊和6批杭菊,微量元素包括Fe、Ca、Zn、Mn等20种,其中含有铅、镉、砷、汞、铜等有害重金属元素。采用微波消解法对样品进行前处理,结果各产地菊花中检测出的微量元素稍有差别。

卓莉等[17]用原子吸收光谱法对杭白菊及黄山贡菊的Zn、Mn、Cu、Mg和Pb等微量元素进行了测定分析,结果表明两种菊花均含有有益元素Mg、Fe、Ca、Zn、Mn、Cu,都不含有有害元素Pb。

2.2.3农药残留方翠芬等[18]建立了中药材中113中农药残留量的测定方法,并用该方法测定了菊花中的农药残留量。分析了10批菊花样品,其中包括1批贡菊。方法为将菊花样品经高速均质器提取、石墨化碳-氨基固相萃取柱(SPE)净化后,用高效液相色谱串联质谱仪(RRLC/MS/MS)进行定性、定量分析。与农药质谱数据对照,发现菊花中农药残留有13种之多:甲胺磷、灭多威、吡虫啉、乐果、啶虫脒、异丙威、仲丁威、敌草胺、马拉硫磷、三唑磷、辛硫磷、噻嗪酮和毒死蜱。

2.3薄层色谱鉴别李英霞等[19]按照《中华人民共和国药典》(2005年版)对全国9个产地11批菊花样品进行了薄层色谱鉴别,初步建立了以木犀草素为对照品的菊花药材TLC鉴别方法,结果表明木犀草素可以作为菊花定性鉴别的指标性成分,另外TLC显示各个样品斑点多少有所不一,对应斑点强度也有差异,印证了菊花种内的差异明显。侯福才[20]等对菊花薄层色谱鉴别方法进行了研究,将《中华人民共和国药典》(2010年版)一部中菊花项下薄层色谱鉴别法的展开剂改为乙酸丁酯∶甲酸∶水(8∶2.5∶2.5)的上清液,得到的色谱斑点清晰,专属性强。

2.4指纹图谱和含量测定

2.4.1指纹图谱 Liu[21]等采用了傅里叶变换红外光谱法(FT-IR)分析了7种不同地区菊花的主要化学成分,样品包括贡菊、亳菊、祁菊以及杭菊。研究结果表明,不同产地的菊花具有不同的指纹图谱,根据指纹图谱可区分不同种菊花的起源,该法方便快速。

査芳芳[22]等建立了黄山贡菊的指纹图谱,确定了12个共有峰,通过对不同种植地、采摘批次的28种黄山贡菊及其他品种菊花的主要功效成分黄酮类及酚酸化合物进行指纹图谱研究,结果表明不同来源的贡菊化学成分既有相关性,又有所区别。且所有贡菊样品共有峰一致,表明所含化学成分相近,主要为酚酸和黄酮类成分;但受采摘时间、种植地等因素的影响,各色谱峰的峰面积相差较大,则表明不同成分相对含量有明显差异。其中七月菊木犀草苷含量很低,但是峰11的含量却是贡菊中峰11含量的6~8倍,且七月菊中不含有峰12。

高学玲[23]等首次建立了黄山贡菊挥发油指纹图谱分析方法,利用GC-MS分析黄山贡菊挥发油成分,标定了59个共有峰,构成了黄山贡菊挥发油特征峰指纹图谱。通过NIST2008标准质谱图库检索,标准品对照,并结合有关文献,鉴定了45个共有峰,其中挥发油含量最高成分为Bicyclo[3.1.1]hept-2-en-4-ol-2,6,6-trimethyl-aceate,约占总量的20%。且黄山贡菊的香气类成分主体上属于萜烯类,如Bicyclo[3.1.1]hept-2-en-4-ol-2,6,6-trimethyl-aceate、乙酸冰片酯、樟脑、龙脑、石竹烯、β-榄香烯、金合欢烯、芳香姜黄烯、大牦牛儿烯D、姜倍半萜、红没药烯、石竹烯氧化物、倍半水芹烯、匙叶桉油烯醇等。另外计算10批黄山贡菊及其他品种菊花与共有模式之间的相似度,发现10批黄山贡菊的相似度均在0.9以上,但七月菊的相似度只为0.293 5。因此上述结果可为科学评价及有效控制贡菊药材的质量提供依据。

2.4.2含量测定沈智[24]等采用高效液相色谱法在同一色谱条件下测定了贡菊、亳菊、滁菊、杭菊28批菊花中3,5-O-双咖啡酰基奎宁酸、木犀草苷和绿原酸3个指标成分的含量,其中贡菊中3者的量分别为0.178%~1.110%、0.120%~0.134%、0.127%~0.139%,平均量分别为0.193%、0.127%、0.133%,为建立多指标成分考察菊花药材的质量及评价其临床应用提供科学依据。

刘放[25]等采用HPLC法测定了贡菊、亳菊、滁菊、杭白菊7批市售样品绿原酸的含量,含量范围为0.33%~0.43%,均高于0.30%。根据中国药典2010年版一部菊花项下的规定:菊花按干燥品计算,绿原酸不得少于0.20%[1],故认为绿原酸可以作为菊花含量测定的质控指标。我们经过比较,以乙腈-0.4%磷酸水溶液为流动相,得到的绿原酸色谱峰形与分离度均较好,出峰时间亦较理想。

孙英英[26]等建立HPLC测定菊花中绿原酸含量的方法,通过HPLC法测定6个品种菊花药材的绿原酸含量,含量范围为0.10%~0.28%,其中贡菊的含量最高,为0.28%。用甲醇提取加氯仿浸渍可除掉脂溶性杂质,能够得到更好的分离效果。

刘莉[27]等采用HPLC法比较测定市场3种常见菊花杭菊、贡菊和亳菊中木犀草素的含量,分别为0.34、0.4和0.69 mg·g-1,为市售菊花的质量控制及优质菊花的选用提供科学依据。

赵善黎[28]等建立贡菊中1,5-二咖啡酰奎宁酸(IBE-5)的HPLC测定方法,测定出贡菊中IBE-5的平均含量为0.54%,为贡菊的质量控制提供参考。

2.5其它郝春影[29]等采用比色法测定四种菊花中总黄酮和总三萜含量,样品包括贡菊、亳菊、滁菊、杭菊,结果显示不同产地菊花总黄酮和总三萜含量存在明显差异,它们分别含总黄酮量为杭菊>贡菊>滁菊>亳菊,含总三萜量分别为滁菊>亳菊 >杭菊>贡菊。王雪[30]采用乙醇回流法从黄山贡菊中提取出了粗黄酮,再通过纯化、真空冷冻干燥技术得到黄酮粉末,测得其粗提取率为5.87%,精提取率为2.13%,从而为评价菊花的质量提供了科学依据。

3 结论

贡菊作为药茶兼用品种,疗效确切,被誉为茶中佳品。目前,国内外对贡菊药材的研究多集中在化学成分挥发油分析和高效液相色谱指纹图谱的研究上。对贡菊药材的质量标准研究甚少,没有可靠的鉴别方法。而且近年来人们为了迎合市场需求,对其人工培植也逐渐增多,使其品种更加难以鉴别。笔者通过对七月菊和贡菊进行了初步研究,发现七月菊和贡菊在性状、口感和含量测定上均存在明显差异:性状:贡菊管状花较少,颜色为黄色;七月菊管状花较多,颜色为淡黄色;贡菊花朵呈宝塔状,七月菊较分散,花形不规则。口感:贡菊气清香,味甘;七月菊有轻微的气味,味微苦。含量测定:贡菊的黄酮苷类成分含量与七月菊差异有显著性。

综上所述,本文就早晚贡菊药材的化学成分研究、质量控制研究进行了综述,并结合初步实验结果,为优质贡菊质量标准进一步的研究建立了一定的文献基础。但是作为优质道地药材,目前对贡菊鉴定及品质评价仍多依赖于感官审评,故对其进行的化学成分、质量控制等方面的研究工作还有待于深入。

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Research progress on chemical composition and analysis method of

Dendranthema morifolium (Ramat.) Tzvel'Gongju'cv.nov

JIANG Wen-qing1,ZHANG Ya-zhong1,2,GUI Shuang-ying1

(1.CollegeofPharmacy,AnhuiUniversityofChineseMedicine,Hefei230012;

2.TheAnhuiProvincialFoodandDrugInspectionInstitute,Hefei230051)

Abstract:Chemical components ofDendranthemamorifolium(Ramat.)Tzvel'Gongju'cv.novhave mainly volatile oils and flavonoids.The quality control study have mainly pharmacognosy,composition inspection,Thin Layer Chromatography,fingerprints and content determination.There are significant differences in the taste and the content of flavonoids forDendranthemamorifolium(Ramat.)Tzvel'ZaoGongju'cv.novandDendranthemamorifolium(Ramat.)Tzvel'Gongju'cv.nov.According to the literature,this paper reviewed the research on the chemical composition and quality control ofDendranthemamorifolium(Ramat.)Tzvel'Gongju'cv.novin recent 10 years,and focused on comparing similarities and differences ofDendranthemamorifolium(Ramat.)Tzvel'ZaoGongju'cv.novandDendranthemamorifolium(Ramat.)Tzvel'Gongju'cv.nov.The quality standard of high-quailtyDendranthemamorifolium(Ramat.)Tzvel'Gongju'cv.novremains to be further studied.

Key words:Dendranthemamorifolium(Ramat.)Tzvel'Gongju'cv.nov; chemical composition; quality control ; research progress

(收稿日期:2014-03-09,修回日期:2014-04-18)

doi:10.3969/j.issn.1009-6469.2015.02.003

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